医用内窥镜

医用内窥镜 医 用 内 窥 镜 内窥镜起源于100年前，主要经历了4个发展阶段，每个阶段都以当时所用器械的主要特征为标志。 硬式内镜阶段（1806～1932）：硬式内镜由德国人Philipp Bozzini首创，由一花瓶状光源、蜡烛和一系列镜片组成，主要用于膀胱和尿道检查。1895年Rosenhein研制的硬式内镜由3根管子呈同心圆状设置，中心管为光学结构，第二层管腔内装上铂丝圈制的灯泡和水冷结构，外层壁上刻有刻度反应进镜深度。1911年Elsner对Rosenhein式胃窥镜作了改进，在前端加上橡皮头做引导之用，但透镜脏污后便无法观察成为主要缺陷，尽管如此，Elsner式胃镜1932年以前仍处于统帅地位。 半屈式内镜阶段（1932～1957）：Schindler从1928年与优秀的器械制作师Georg Wolf合作研制胃镜，最终在1932年获得成功，定名为Wolf-Schinder式胃镜。之后，许多人对其进行了改造，使之功能更为齐全，更为实用。 光导纤维内镜阶段（1957年至今）：1954年，英国的Hopkins和Kapany发明了光导纤维技术。1957年，Hirschowitz及助手在美国胃镜学会上展示了自行研制的光导纤维内镜。60年代初，日本Olympas厂在光导纤维胃镜基础上，加装了活检装置及照相机，有效地显示了胃照相术。1966年Olympas厂首创前端弯角机构，1967年Machida厂采用外部冷光源，使光量度大增，可发现小病灶，视野进一步扩大，可以观察到十二指肠。近10年随着附属装置的不断改进，如手术器械、摄影系统的发展，使纤维内镜不但可用于诊断，且可用于手术治疗。 电视内镜时代（1983年以后）：1983年Welch Allyn公司研制成功了电子摄像式内镜。该镜前端装有高敏感度微型摄像机，将所下的图像以电讯号方式传至电视信息处理系统，然后把信号转变成为电视显像机上可看到的图像。不久日本Olympas厂即推出相应型号胃镜，并占据大部分市场。 影像质量评价   内窥镜在200年里结构发生了4次大的改进，从最初的硬管式内镜、半曲式内镜到纤维内镜，又到如今的电子内镜。随着科技的进步，影像质量也发生了一次次质的飞跃。最初Bozzine研制的第一台硬管内镜以烛光为光源，后来改为灯泡作光源，而当今从内镜获得的是彩色相片或彩色电视图像。这图像不再是组织器官的普通影像，而是如同在显微镜下观察到的微观像，微小病变清晰可辨，可见其影像质量已达到了较高的水平。 分类     按其发展及成像构造分类：可大体分为3大类：硬管式内镜、光学纤维（软管式）内镜和电子内镜。     按其功能分类： 1.​ 用于消化道的内镜：硬管式食道镜；纤维食道镜；电子食道镜；超声电子食道镜、纤维胃镜、电子胃镜、超声电子胃镜、纤维十二指肠镜、电子十二指肠镜、纤维小肠镜、电子小肠镜、纤维结肠镜、电子结肠镜、纤维乙状结肠镜和直肠镜。 1.​ 用于呼吸系统的内镜：硬管式喉镜、纤维喉镜、电子喉镜、纤维支气管镜、电子支气管镜、胸腔镜和纵隔镜。 1.​ 用于腹膜腔的内镜：有硬管式、光学纤维式、电子手术式腹腔镜。 1.​ 用于胆道的内镜：硬管式胆道镜、纤维胆道镜、电子胆道镜、和子母式胆道镜。 1.​ 用于泌尿系的内镜：（1）膀胱镜：可分为检查用膀胱镜、输尿管插管用膀胱镜、手术用膀胱镜、示教用膀胱镜、摄影用膀胱镜、小儿膀胱镜和女性膀胱镜。（2）输尿管镜。（3）肾镜。 1.​ 用于妇科的内镜：阴道镜和宫腔镜。 1.​ 用于血管的内镜：血管内腔镜。 用于关节的内镜：关节腔镜。 医用光学内窥镜     自20世纪50年代后期纤维光学应用于临床医 学以来，由于光学系统的不断完善和改进，到目前 纤维内窥镜已达到图像清晰，观察视野大，内镜镜 光学纤维胃镜 身细径化，操作方便，品种规格全的程度。 基本结构：以目前使用比较普遍的光学纤维胃镜为例，它由①内镜先端部、②弯曲部、③导像管、④操作部、⑤导光管和⑥导光管接头组成。     成像原理：纤维内镜成像原理是将冷光源的光，传入导光束，在导光束的头端（内镜的先端部）装有凹透镜，导光束传入的光通过凹透镜，照射于脏器内腔的粘膜面上，这些照射到脏器内腔粘膜面上的光即被反射，这些反射光即成像光线。这些反射光再反射如观察系统，按照先后顺序经过直角屋脊棱镜、成像物镜、玻璃纤维导像束、目镜等一系列的光学反应，便能在目镜上观察到被检查脏器内腔粘膜的图像。 电子内窥镜 医用电子内窥镜     电子内窥镜是继第一代硬式胃镜和第二代光导 纤维内镜之后的第三代内窥镜。电子内窥镜主要 由内镜（endoscopy）、电视信息系统中心（vide o information system center）和电视监视器（tele visio monitor）三个主要部分组成。它的成像主 要依赖于镜身前端装备的微型图像传感器（charge coupled device, CCD），CCD就象一台微型摄像机 将图像经过图像处理器处理后，显示在电视监视器 的屏幕上。比普通光导纤维内镜的图像清晰，色泽 逼真，分辨率更高，而且可供多人同时观看。 电子内镜的第一代产品自1983年应用于临床以来，到目前已生产出第三代电子内镜应用于临床。世界上生产电子内镜比较著名的公司由美国的雅伦（WelchAllyn）和日本的奥林巴斯（Olympas）等。由于电子内镜的问世，给百余年来内镜的诊断和治疗开创了历史新篇章，相信电子内镜将会在临床、教学和科研中发挥出它巨大的作用。 基本结构：电子内镜的构成除了内镜、电视信息系统中心和电视监视器三个主要部分外，还配备一些辅助装置，如录像机、照相机、吸引器以及用来输入各种信息的键 和诊断治疗所用的各种处置器具等。 电子内窥镜的成像原理：电子内窥镜的成像原理是利用电视信息中心装备的光源所发出的光，经内镜内的导光纤维将光导入受检体腔内，CCD图像传感器接受到体腔内粘膜面反射来的光，将此光转换成电信号，再通过导线将信号输送到电视信息中心，再经过电视信息中心将这些电信号经过贮存和处理，最后传输到电视监视器中在屏幕上显示出受检脏器的彩色粘膜图像。目前世界上使用的CCD图像传感器有两种，其具体的形成彩色图像的方式略有不同。 电子内窥镜在临床应用上的优点： 1.​ 操作简单、灵活、方便 由于电子技术的应用，在诊断和治疗疾病时，操作者和助手以及其他工作人员，都能在监视器的直视下进行各种操作，使各方面的操作者都能配合默契且安全。因此操作起来灵活、方便，易于掌握。 1.​ 病人不适感降到了最低程度 由于内镜镜身的细径化，在镜身插入体腔时，使患者的不适感降到了最低程度。 1.​ 大大提高了诊断能力 由于CCD的应用，使像素比纤维内镜大大增加，图像更加清晰逼真，且有放大功能。因此，它具有很高的分辨能力，它可以观察到胃粘膜的微细结构，也就是说能观察到胃粘膜的最小解剖单位---胃小区、胃小沟。故可以发现微小病变，达到早期发现、早期诊断、早期治疗的最终目的。除此之外，由于电子内镜的视野宽阔，内镜前端的弯曲角度大，避免了盲区，因此，这也是遗稿诊断能力，避免漏诊的主要因素之一。 1.​ 便于教学及临床病例讨论 由于是在监视器屏幕上观察图像，可以供更多人员共同观察学习，进行病例讨论，同时，也为提高诊断水平提供了良好的条件。 1.​ 便于患者的密切配合 由于在监视器上观察图像，因此患者本人也可以直接参与观察，这对消除患者的紧张情绪、提高患者的检查兴趣和信心起到了积极的作用。 1.​ 为教学、科研提供可靠的资料 由于电子内镜可以对检查过程进行录像、照相，所以为今后的教学、科研提供真实、可靠的第一手资料。 1.​ 电子内镜功能在临床应用中的开发 电子内镜是继往开来内镜功能最全、最有开发前景的临床内腔镜检查设备。除了由于电子技术的应用使图像更加清晰、逼真外，单就CCD的开发潜力还相当巨大，到目前CCD已可达50万像素，据资料可知最高可达200万像素，可想而知电子内镜在今后的不断发展和完善过程中，它的图像分辨力将会提高多少倍，将会把发现早期病变带入一个崭新的世界。 1.​ 另外，还可利用电视信息中心调整红、蓝、绿，调整不同颜色去观察不同的组织结构，从而达到各种组织结构的最佳分辨能力。目前电子内镜除了能观察到胃粘膜的最小解剖单位（胃小区、胃小沟）外，还可以观察到粘膜的肠上皮化生的绒毛状改变、溃疡周围的再生上皮、新生血管、粘膜下血管等显微镜下组织结构，因此，它对观察和诊断疾病的能力已达到了一个颠峰。 1.​ 人们把图像分析技术用于电子内镜检查，可以得到胃的血流图，可以对病变进行定量分析，可以进行温度测定，还可以将超声探头装在内镜前端进行腔内超声探察。此外，还可以利用通信线路将电子内镜图像传至远方，进行临床疾病的会诊。 总之，多功能的电子内镜在临床疾病的诊断、治疗和研究疾病的发病机制以及病理变化过程中，将会越来越多地发挥出它的巨大贡献。 胃癌（腺癌） 贲门癌 内窥镜影像临床诊断应用 (一)胃肠道疾病的检查     （1）食道：慢性食道炎、食道静脉曲张、食管道孔疝、 食道平滑肌瘤、食道癌及贲门癌等。     （2）胃及十二指肠：慢性胃炎、胃溃疡、胃良性肿瘤、胃癌十二指肠溃疡、十二指肠肿瘤。     （3）小肠：小肠肿瘤、平滑肌肿瘤、肉瘤、息肉、淋巴瘤、炎症等。 （4）大肠：非特异性溃疡性结肠炎、Crohn病、慢性结肠炎、结肠息肉、大肠癌等。 （二）胰腺、胆道疾病的检查：胰腺癌、胆管炎、胆管癌等。 （三）腹腔镜检查：肝脏疾病、胆系疾病等。 （四）呼吸道疾病的检查：肺癌、经支气管镜的肺活检及刷检、选择性支气管造影等。 （五）泌尿道检查：膀胱炎、膀胱结合、膀胱肿瘤、肾结核、肾结石、肾肿瘤、输尿管先天性畸形、输尿管结石、输尿管肿瘤等。 技术展望     医用内窥镜在不同的时期都促进了医学事业的不断发展。今后随着电子技术及其他科学技术的不断进步，相信其技术会有更广更深的发展。     它非但能完成当今所完成的任何一项工作，还会加用特殊光谱的CCD提供新的诊疗图像信息，还可用图像处理技术获得病变组织的特殊图像，并能用图像分析技术实现对病变的定量分析和定量诊断，还可通过电讯手段进行远程会诊。     多功能的电子内镜已经问世，它不但能获得组织器官形态学的诊断信息，而且也能对组织器官各种生理机能进行测定。     医用内窥镜技术发展到今天，已经显示出它的强大生命力，相信明天会做出更辉煌的贡献